بررسی اثرات نیروی اینرسی روی انتقال حرارت جریان سیال ویسکوالاستیک داخل کانال صفحه ای واگرا با انبساط ناگهانی متقارن

در این مقاله، انتقال حرارت جریان سیال ویسکوالاستیک داخل کانال صفحه ای متقارن با انبساط ناگهانی 1:3 به صورت عددی شبیه سازی شده است. برای مدلسازی رفتار رئولوژیکی و غیرخطی جریان اینرسی سیال ویسکوالاستیک، از فرم نمائی مدل فن تین-تنر استفاده شده است. شرط مرزی حرارتی در ورود و روی دیوارهای کانال، دما ثابت در نظر گرفته شده است. همچنین سرعت در ورودی کانال یکنواخت و ثابت است و مقدار آن با توجه به عدد رینولدز جریان تعیین می شود. با توجه به تاثیر قابل ملاحظه دما بر خواص سیال ویسکوالاستیک، لزجت، زمان آسودگی از تنش، ظرفیت گرمایی ویژه و ضریب هدایت حرارتی به صورت توابعی از دما در نظر گرفته شده و جمله تلفات در معادله انرژی لحاظ شده است. برای حل همزمان معادلات حاکم از الگوریتم پیزو و برای گسسته سازی، از روش حجم محدود استفاده شده است. در این مطالعه، تاثیر نیروی اینرسی روی توزیع سرعت، توزیع دما و تغییرات اعداد ناسلت محلی و میانگین در بخش انبساطی کانال بررسی می شود. با وجود متقارن بودن کانال صفحه ای، افزایش عدد رینولدز سبب تشکیل جریان های متقارن و نامتقارن داخل بخش انبساطی کانال می شود. برای جریان های نامتقارن، افزایش عدد رینولدز از 40 تا 100 (رشد 2.5 برابری عدد رینولدز) سبب افزایش 1.7 برابری مقادیر بیشینه اعداد ناسلت محلی در مجاورت دیوارهای پایینی و بالایی بخش انبساطی کانال می شود.